Flankentragfähigkeit Schneckengetriebe
FVA 920I | IGF-Nr. 21391 N
Untersuchung der Tragfähigkeitsgrenzen für Grübchen und Verschleiß bei Schneckengetrieben zur Reduktion der Versuchsdauer
Zur Ermittlung der Verschleißintensität neuer Schneckengetriebe werden zeitintensive Versuche durchgeführt, um das Verhalten der Verzahnung im Dauerbetrieb abschätzen zu können. Treten während dieser Versuche Grübchen auf, werden die Verschleißmessungen durch die Materialausbrüche verfälscht. Aus diesem Grund sind Kenntnisse zur Grübchenentstehung für eine effiziente Versuchsdurchführung von zentraler Bedeutung. Bisherige Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Dauer bis zur Grübchenentstehung sind nicht hinreichend genau und können daher nur eingeschränkt zur Vermeidung von Grübchenschäden im Rahmen der Verschleißversuche herangezogen werden.
Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Tragfähigkeitsgrenzen von Schneckenradflanken hinsichtlich der Grübchenschädigung zu ermitteln und diese in Abhängigkeit der Belastung zu quantifizieren. Die Erkenntnisse wurden anschließend zur Erarbeitung geraffter und somit ressourcenschonender Versuchsabläufe herangezogen. Zudem wurden darauf basierend Vorgehensweisen abgeleitet, mittels derer es möglich ist, die Einlaufdauer bis zur Ausbildung eines vollständigen Tragbilds zu verkürzen. Darüber hinaus wurde in Stichversuchen untersucht, ob eine Raffung von Lastkollektiven auf einen Einstufen-Dauerlaufversuch möglich ist.
Zur Erreichung des Forschungsziels wurde im Zuge der theoretischen Untersuchungen ein Simulationsmodell aufgebaut, mit dem die Dauer von Rissentstehung und -ausbreitung, welche infolge zum Grübchenausbruch führen, berechnet wird. Weiterhin wurden zur Ermittlung der Flankentragfähigkeit experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Dazu wurde die Dauer der Grübchenentstehungsphase bei verschiedenen Drehmomenten und Drehzahlen am Prüfstand ermittelt. Basierend darauf wurde eine Berechnungsvorschrift abgeleitet, mittels derer die Dauer bis zur Grübchenentstehung in Abhängigkeit von der Flankenpressung bestimmt werden kann. Weiterhin zeigen die Ergebnisse, dass die Gleitgeschwindigkeit einen signifikanten Einfluss auf die Grübchentragfähigkeit haben kann. Die gewonnenen Erkenntnisse konnten genutzt werden, um eine Vorgehensweise zur Raffung der Einlaufversuche zu erarbeiten und so die Versuchsdauer signifikant zu verkürzen.
Das IGF-Vorhaben Nr. 21391 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
